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关键词： 混凝土   聚丙烯纤维   纤维掺量   力学性能  

摘要： 为研究聚丙烯纤维在混凝土性能改良中的应用效果，文中对不同掺量聚丙烯纤维混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度和抗压强度差异进行试验分析。结果显示，掺入聚丙烯纤维后，混凝土各项性能均得到不同程度提升，其中，掺加3%聚丙烯纤维时，混凝土劈裂抗拉强度提升幅度最明显；掺加2%～3%聚丙烯纤维时，混凝土抗折强度性能提升最明显；掺加3%～4%聚丙烯纤维时，混凝土抗压强度性能提升最明显。综上，推荐采用3%为聚丙烯纤维掺量，此时，混凝土各项力学性能提升幅度均处于较高水平。

关键词： 水利工程   机制砂混凝土   玄武岩纤维   力学性能   抗渗性能  

摘要： 为了解决水利工程建设中天然河砂日益匮乏的问题，通过玄武岩纤维增强机制砂混凝土试验，研究玄武岩纤维掺量对其工作性能、抗压强度、抗折强度和抗渗性能的影响。结果表明，随着玄武岩纤维掺量增加，混凝土的抗压强度、抗折强度和抗渗性能先提高后降低，工作性能不断下降但在适当纤维掺量范围内仍能满足规范要求。最佳玄武岩纤维掺量为0.2%,相比于未掺玄武岩纤维的混凝土，此时混凝土的抗压强度和抗折强度分别提高48.3%和64.9%,渗透高度减小37.5%。研究结果可为玄武岩纤维增强机制砂混凝土在水利工程中的应用提供技术参考。

关键词： 聚丙烯颗粒   混凝土   力学指标   断裂能   韧性  

摘要： 为研究掺入塑料颗粒对混凝土力学强度及断裂特性的影响，开展掺聚丙烯颗粒混凝土抗压、劈裂抗拉及三点弯曲试验，研究不同聚丙烯颗粒掺量对混凝土抗压强度、抗拉强度、弯曲性能、弹性模量及断裂能的影响。结果表明：与素混凝土相比，聚丙烯颗粒掺量为10%、20%和30%的试件抗压强度分别减小8.3%、17.7%和23.8%，劈裂抗拉强度减小10.7%、21.4%和31.9%，峰值荷载减小17.6%、32.5%和45.9%，抗弯强度减小18.0%、32.3%和46.0%，弹性模量减小22.4%、42.3%和53.9%；聚丙烯颗粒掺量为0、10%、20%和30%的试件断裂能增长速率分别为2.4、11.6、17.1、24.9 kN/m。

关键词： 锂渣   再生粗骨料   高温   力学性能  

摘要： 为了研究高温后锂渣再生混凝土的抗火性能，对其抗压、劈裂抗拉和抗折性能进行了试验研究。试验研究3种因素（不同温度、再生粗骨料取代率和锂渣掺量）对锂渣再生混凝土试件质量损失和力学性能的影响。试验结果表明：随着受热温度的升高，再生混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度逐渐降低。再生粗骨料的增加使混凝土的抗压强度降低。高温加热后，随着锂渣掺量的增加，锂渣再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均先增大后降低。

关键词： 固废资源化   玄武岩纤维   锂渣   混凝土   响应面法   力学性能  

摘要： 为探明锂渣替代率、玄武岩纤维长度与掺量等因素及其交互作用下对锂渣-煤矸石固废混凝土力学性能影响规律并实现多指标优化，采用单因素试验确定响应面法(RSM)中各因素最佳基准水平，建立了混凝土28 d单轴抗压强度和劈裂抗拉强度的二次多项式回归模型，确定了材料最优参数。结果表明，单因素试验中最优锂渣替代率、玄武岩纤维长度及掺量分别为25%(质量分数)、18 mm及0.16%(体积分数)。响应面试验中锂渣替代率与玄武岩纤维掺量的交互作用、玄武岩纤维长度与掺量的交互作用分别是影响抗压强度和抗拉强度的关键性因素。回归模拟获得最优参数：锂渣替代率22.875%(质量分数)、纤维掺量0.184%(体积分数)、纤维长度18 mm,该模型预测结果与平行试验结果的拟合度较高，表明回归模型可为玄武岩纤维-锂渣-煤矸石混凝土力学性能多目标优化提供有效参考。

关键词： 硫酸盐侵蚀   地聚物   力学性能   微观结构  

摘要： 硫酸盐侵蚀是影响地聚物混凝土耐久性的重要因素。研究发现，硫酸盐侵蚀会对地聚物混凝土的力学性能和微观结构产生显著影响。在硫酸盐侵蚀过程中，混凝土的抗压强度和抗拉强度都会发生变化，同时微观结构特征如孔隙率和相组成也会发生演变。硫酸盐侵入会导致腐蚀产物(如石膏和钙矾石)生成，并引起混凝土内部结构破坏，从而降低整体性能。相比传统混凝土，地聚物混凝土在抗硫酸盐侵蚀方面表现更优越，这与其独特的微观结构特征密切相关。因此，深入理解硫酸盐侵蚀对地聚物混凝土的影响机制对于提高其耐久性设计至关重要。

关键词： 超低温冻融循环   高性能混凝土   破坏特征   微观结构   损伤机理  

摘要： 在全球能源低碳转型的背景下,液化天然气(liquefied natural gas,LNG)正逐渐成为增长最迅速的能源产业之一,LNG储罐也朝着大型化和高效化模式发展。与传统的9Ni钢储罐相比,全混凝土液化天然气(all-concrete liquefiednaturalgas,ACLNG)储罐将内罐采用预应力混凝土结构替代,可使建造工期减少33%,运营效率提高15%以上。ACLNG储罐的显著特点是服役温度最低可达约-170℃,混凝土的耐超低温性能是影响ACLNG储罐长久安全服役的关键因素。 本文总结了耐超低温混凝土材料的设计要点,设计了一种高强耐低温混凝土(High Performance and Cryogenic Resistant Concrete,HPCR),进一步借助纤维强化了HPCR的耐超低温性能。在此基础上,重点探究了超低温冻融循环对混凝土压缩破断特征的影响,揭示了混凝土弯曲特性与纤维-基体界面粘结性能的关联机制,并从微观孔隙结构破坏和C-(A)-S-H凝胶纳米力学性能劣化两个角度阐明了混凝土在超低温环境下的损伤机理。主要研究成果如下: (1)从优化胶凝材料组分、剔除粗骨料和适当降低水胶比的角度设计了HPCR的配合比,研究了常规冻融和超低温冻融对混凝土相对动弹性模量、质量损失率和强度损失率等指标的影响趋势。结果表明:混凝土超低温冻融损伤效应具有典型的含水率关联性,含水率越高,损伤效应越严重。HPCR的抗冻融性能优于普通C40和C60混凝土。利用Weibull分布理论,构建了关联常规冻融与超低温冻融的等效损伤模型,实现了基于常规冻融试验结果预测混凝土超低温冻融损伤效应的目标。探究了不同类型纤维对HPCR低温韧性和抗冻融性能的影响,证实了钢纤维(SF)的增强效果、超低温稳定性和增韧效果均优于聚乙烯醇纤维和玄武岩纤维,HPCR结合钢纤维(HPCR-SF)是一种具有推广运用前景的ACLNG储罐材料。 (2)分析了声发射(AE)信号时序变化规律,揭示了超低温冻融对混凝土压缩破断损伤特征的影响。结果表明:10次超低温冻融循环后,单调压缩荷载作用下混凝土破坏过程的AE振铃计数、严重性指标(Sr)、历史指数(Hs)均有不同程度的下降,表明混凝土的破断频次,AE信号强度及其变化速率均有所降低。增幅循环荷载作用下,超低温冻融改变了混凝土破坏过程的能量流动规律,低循环应力时混凝土便出现Felicity效应,说明混凝土内部微观缺陷数量明显增加,加载初期便产生更为严重的塑性变形。提出利用b值突降和RA/AF值突增两种AE信号作为混凝土临界破断的前兆指标,二者在单调压缩和增幅循环压缩荷载条件下均具有预警混凝土失稳破坏的能力。 (3)利用四点弯曲和纤维拉拔试验,研究了超低温冻融对混凝土抗折强度和纤维-基体界面粘结特性的影响趋势。结果表明:HPCR-SF的抗折强度和纤维-基体界面粘结强度的变化趋势具有一致性。10次冻融循环后,HPCR-SF抗折强度和纤维-基体粘结强度下降幅度分别最高可达24.92%和28.94%。构建了考虑超低温冻融损伤效应的纤维拔出力学性能计算模型,该模型准确反映了超低温冻融造成的纤维-基体粘结强度降低,荷载-位移曲线弹性段斜率下降的特征。基于复合力学理论,建立了纤维-基体粘结强度与混凝土抗折强度的关联模型,模型计算值与试验值之比的平均值处于1.03～1.18之间,变异系数处于0.03～0.07之间,具有较高的精度。 (4)利用扫描电镜(SEM)、压汞(MIP)和氮吸附(NAD)测试手段全面分析了超低温冻融对混凝土内部跨尺度孔隙特征的影响趋势,借助低温量热技术(LTC)探究了超低温环境下孔隙水的相变行为。结果表明:由于浆体-骨料之间的非协调热变形,砂浆孔隙结构的损伤程度高于净浆。净浆和砂浆内部孔隙结构破坏特征存在差别,净浆孔隙结构主要受含水率影响,饱水状态下凝胶孔的破坏尤为突出,而砂浆内部则以毛细孔的破坏为主。超低温拓宽了孔隙水的相变维度,-170℃条件下凝胶孔中孔隙水存在结冰行为。饱和度影响了孔隙水相变的连续性,最终结冰量随饱和度下降而降低,但二者之间并不呈线性关系。 (5)通过纳米压痕和纳米划痕试验探究了硬化净浆中C-(A)-S-H凝胶纳米力学性能的变化趋势,基于热重(TG)、傅里叶红外光谱(FTIR)和29Si魔角旋转固体核磁(29SiMASNMR)技术揭示了超低温冻融对水化物相成分、官能团振动峰、C-(A)-S-H凝胶分子结构的影响。结果表明:超低温冻融后C-(A)-S-H凝胶弹性模量、硬度和断裂韧度均有所降低。凝胶弹性模量和硬度的下降与凝胶颗粒堆积密度的降低有关;凝胶层间水增加和层间Ca2+溢出削弱了层间键合力,造成凝胶粘聚力丧失,是凝胶相断裂韧度下降的重要原因。 本文涵盖了材料设计、性能评估以及机

关键词： 蒸汽养护   粉煤灰混凝土   抗压强度   动弹性模量  

摘要： 为探讨不同蒸汽养护温度对混凝土力学性能的影响，文中对不同温度蒸汽养护下粉煤灰混凝土的抗压强度、抗折强度和动弹性模量进行试验分析，揭示养护温度对粉煤灰混凝土力学特性的影响。结果显示，28 d时，40、50、60℃蒸养及20℃标准养护条件下混凝土抗压强度分别为62.86、61.91、61.33和64.85 MPa。56 d时，40、50、60℃蒸养及20℃标准养护条件下，动弹性模量分别为50.80、48.19、47.71和47.21 GPa。综上所述，蒸养温度对混凝土力学性能具有重要影响，适度提升蒸养温度有助于提高混凝土早期强度，但养护后期20℃蒸养温度下混凝土力学性能较好。

关键词： 粉煤灰   硅灰   大体积混凝土   力学性能   关系模型  

摘要： 为改善大体积混凝土的抗裂性能和抗变形能力，以不同掺量的粉煤灰及粉煤灰-3.5%硅灰作为矿物掺合料提高其抗压强度和劈裂抗拉强度。结果表明：适当的粉煤灰掺量可以有效提高大体积混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度，然而过高的粉煤灰掺量会对强度增长带来负面影响；硅灰的加入可有效提高相同粉煤灰掺量大体积混凝土的强度；在相同粉煤灰掺量下，大体积混凝土的抗压强度约为抗拉强度的8.63～13.49倍；20%粉煤灰掺量的大体积混凝土在控制收缩变形方面表现最佳；建立了大体积混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度关系模型，该模型可有效预测大体积混凝土的劈裂抗拉强度并指导大体积混凝土的施工。基于微观分析揭示了粉煤灰和硅灰对大体积混凝土强度的影响机理。

关键词： 自密实混凝土   混合骨料   力学性能   耐久性能  

摘要： 为研究混合骨料自密实混凝土力学及耐久性能，通过抗压、冻融循环和真空饱水孔隙率等试验，系统研究混合骨料对自密实混凝土力学及耐久性能的影响。结果表明：适量掺入陶粒能显著提高自密实混凝土的长期抗压强度和耐久性能；在此基础上，适量掺入聚丙烯纤维能进一步改善混凝土性能。90 d时，与基准组相比，LC1组试件强度提升3.01%,而LC2组强度降低9.71%。PP2组试件强度较LC2组提升7.11%,质量损失率降低18.01%,相对动弹性模量提升4.79%。此外，陶粒预湿时间短或不预湿的处理虽能短期提升混凝土早期强度，但不利于后期强度的进一步发展。